那个味道是什麼？天文學家在搜索外星生命中發現了一條臭氣的新線索

By Paul Sutter

 published 2 hours ago

Search for Life

這不是硫是一颗被人居住的行星的伟大表明。相反是相反的。

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(Image credit: Pablo Carlos Budassi/Stocktrek Images/Getty Images)

天文學家已经發現硫可能对幫助我們縮小在其他行星上搜索生命範圍是一个關鍵。這不是硫是一颗被人居住的行星的一個伟大表明。相反是相反的：在一颗行星大氣层中大量的二氧化硫的量是一個这个世界是不適合居住的好兆頭，我們能安全的將它從候選名單上劃掉。

現代天文學的聖杯之一是在一颗外星球上发现生命。但這是一項極端恼人的任務。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡不太可能在附近任何世界中来識別由生命產生的大氣层氣體的生物签名。而即將到來的宜居世界天文臺（Habitable Worlds Observatory）將只能掃描幾十顆潜在宜居的系外行星。

大障碍之一是生物签名光譜通常是非常弱。因此，一種来縮小潛在候選者名單的方法是集中在一颗行星来宿主生命的能力上，主要是以它的大氣层中的水蒸氣形式。如果一個行星有很多水蒸氣，它可能也有一个很好的宿主生命的機會。

這個要求是宜居帶的基礎，宜居帶是围绕一颗恆星在那裡輻射到一个行星上的輻射不是太小以至於所有的水結冰掉和也不是太多以至於水沸騰掉的区域。在我們的太陽系中，金星靠近宜居帶的內邊緣，在一个厚厚的、令人窒息的大氣層下它的表面溫度達到800華氏度（427攝氏度）以上。在另一端，火星基本上被凍結，它的所有水都被鎖起在極地冰蓋和地表下。

但甚至一个尋找水有困難。例如，從很遠的距離来告诉区分开地球（有人居住）和金星（無人居住且对生命完全敵視的）是很困难的。當您正在試圖狩猎水蒸氣時它們的大氣光譜只是太相似。

在最近的一篇預印本論文中，天文學家指出他們已经發現了一種不同的签名气体可能对从適合居住的世界區分不適合居住的世界是有用的工具：二氧化硫。

像地球這樣溫暖潮濕的世界在它们的大氣层中几乎没有二氧化硫。這是因為雨水能拾起大氣的二氧化硫並將它衝入海洋或土壤，基本上將它從大氣层淋洗掉。

而且，具有諷刺意味的是像金星這樣的行星几乎没有二氧化硫。在那顆行星的案例中，來自太陽的大量紫外線輻射催化在高層大氣层中將二氧化硫轉化為硫化氫的反應。仍然有很多二氧化硫，但它往往溜進更低大氣層中，在那裡它不能被探測到。

值得慶幸的是還有另一種選擇：圍繞紅矮星的行星。紅矮星發射非常小的紫外線輻射。因此，如果一顆乾燥、不適合居住的行星要圍繞一颗這樣的恆星形成，大量的二氧化硫將坚持在它的上層大氣层中。

天文學家對紅矮星的行星系統特別感興趣。原因之一是紅矮星是銀河系中最常見的恆星類型。另一個原因是許多附近系統——比如我們最近的鄰居比鄰星以及特拉皮斯特（TRAPPIST-1）——都是已知宿主行星的紅矮星。這使它們对即將到來的生命搜索成为非常有吸引力的目標。

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基於二氧化硫的新技術不能告訴我們哪些行星可能宿主生命，但它們確實告訴我們哪些行星可能的沒有。如果我們看到一顆环繞紅矮星的岩石行星並在它的大氣層中檢測到大量的二氧化硫，它可能很像金星——一個乾燥、炎熱的世界，有一个厚的大氣層，幾乎沒有水。对生命不是一个好候选。

但如果我們沒有看到任何重大意义的二氧化硫，這個世界很可能是後續来尋找水蒸氣跡象觀測的好候選者，如果我們是幸運的。

這將要用大量的偵探工作和頑強的決心来在另一個星球上找到生命。因此，我們能得到的任何線索甚至是基於二氧化硫來縮小我們清單的線索是受歡迎的。

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